CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI - THIẾT KẾ ĐẬP BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG CỐT THÉPHydraulic structure − Design for concrete dam and reinforced concrete dam

4.1.2 Những đập trên nền đá cần phải thiết kế theo các loại sau: - Với các công trình xả ở tuyến áp lực được ưu tiên dùng loại đập bê tông, đập bản chống và đậpkết cấu nhẹ bằng bê tông c

Trang 1

Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9137: 2012

CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI - THIẾT KẾ ĐẬP BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP

Hydraulic structure − Design for concrete dam and reinforced concrete dam

Lời nói đầu:

TCVN 9137: 2012 được chuyển đổi từ 14 TCN 56-88 Thiết kế đập bê tông và bê tông cốt thép -

Tiêu chuẩn thiết kế theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 Điều 7 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật

TCVN 9137: 2012 do Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển

Nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố

CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI - THIẾT KẾ ĐẬP BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP

Hydraulic structure − Design for concrete dam and reinforced concrete dam

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu kỹ thuật trong công tác thiết kế mới, thiết kế sửa chữa nâng cấp xây dựng các đập bê tông và bê tông cốt thép trong thành phần của các hệ thống thủy lợi, thủy điện, vận tải thủy, cấp nước, cũng như công trình chống lũ

Tiêu chuẩn này áp dụng trong các bước thiết kế của các giai đoạn đầu tư xây dựng công trình thủy lợi, thuỷ điện, vận tải thuỷ, cấp nước và công trình phòng chống lũ Nội dung và mức độ thiết kế thực hiện theo các quy định có liên quan trong các tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành về thành phần, nội dung và khối lượng lập các dự án đầu tư thủy lợi, thuỷ điện

Đối với những đập bê tông và bê tông cốt thép xây dựng trong vùng động đất, trong điều kiện

có đất lún sụt và hang ngầm các tơ (karst), cần phải lập những quy trình kỹ thuật riêng cho côngtác thiết kế và trình duyệt theo thủ tục đã định

2 Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu Đối với các tài liệu viện dẫn không nghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 375: 2006 Thiết kế công trình chịu động đất

TCVN 4116: 1985 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép công trình Thủy công - Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737: 1995 Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế

TCVN 9159: 2012 Công trình thủy lợi - Yêu cầu thi công và nghiệm thu khớp nối biến dạng

3 Phân loại đập bê tông và bê tông cốt thép

3.1 Phân loại các kiểu đập trên nền đá hoặc trên nền không phải là đá được chỉ dẫn trong các

Hình 1; Hình 2; Hình 3; Hình 4

Trang 2

CHÚ DẪN:

a) kiểu khối lớn; b) kiểu có khớp nối mở rộng;

c) kiểu có khoang rộng dọc nền; d) kiểu có lớp chống thấm ở mặt chịu áp;e) kiểu neo vào nền

1) khớp nối mở rộng; 2) khoang dọc; 3) lớp chống thấm; 4) neo ứng suất trước

Hình 1 - Đập bê tông và đập bê tông cốt thép trọng lực trên nền đá

CHÚ DẪN:

a) kiểu to đầu; b) kiểu liên vòm; c) kiểu mặt chịu áp phẳng;

5) tường chống; 6) phần đầu to; 7) tường vòm; 8) tường ngăn phẳng

Hình 2 - Đập bê tông và đập bê tông cốt thép bản chống trên nền đá

CHÚ DẪN:

a) kiểu cổ đập tỳ vào đá; c) kiểu có khớp nối theo đường chu vi gồm các dải 3 khớp;b) kiểu đập có cổ chân và vòm ngàm với nền; d) kiểu có mố bờ trọng lực;

9) khớp theo chu vi; 10) các đai 3 khớp; 11) khớp; 12) mố bờ trọng lực

Hình 3 - Đập bê tông và đập bê tông cốt thép bản chống trên nền đá

CHÚ DẪN:

Trang 3

a) kiểu đập xả tràn; b) kiểu đập xả với các lỗ xả sâu; c) kiểu xả hai tầng

Hình 4 - Các loại đập bê tông và bê tông cốt thép xả nước chủ yếu trên nền không phải là

đá 3.2 Các đập bê tông và bê tông cốt thép tùy thuộc vào kết cấu và mục đích sử dụng đập được

phân thành các loại chủ yếu nêu ở Bảng 1

Bảng 1 - Phân loại đập theo kết cấu và mục đích sử dụng Các dấu hiệu

khác biệt Các loại đập bê tông và bê tông cốt thép chủ yếu

- Với chân vòm ngàm với nền (Hình 3a)

- Với khớp nối theo đường chu vi (Hình 3b)

- Gồm các dải có 3 khớp (Hình 3c)

- Với mố bờ trọng lực (Hình 3d)4) Đập vòm trọng lực khi B/H ≥ 0,35 (B là chiều rộng đập tại nền; H chiều cao đập)

- Kiểu 2 tầng (với tràn xả mặt và lỗ xả sâu (Hình 4c)

4 Các yêu cầu chung

4.1 Các yêu cầu chung lựa chọn kiểu đập và tính toán thiết kế

4.1.1 Việc chọn loại đập bê tông hay bê tông cốt thép phải dựa trên cơ sở so sánh các chỉ tiêu

kinh tế kỹ thuật của các phương án Các phương án phải xét đến các yếu tố xã hội, di dân tái định cư, môi trường, sinh thái, biến đổi chế độ dòng chảy, v.v Tùy thuộc vào điều kiện địa hình, địa chất thủy văn và điều kiện khí hậu, có xét đến cấp độ động đất của vùng đập, sự bố trícủa cụm công trình đầu mối, sơ đồ tổ chức thi công, khả năng có vật liệu xây dựng tại chỗ, thời hạn xây dựng và các điều kiện quản lý đập để lựa chọn kiểu đập

4.1.2 Những đập trên nền đá cần phải thiết kế theo các loại sau:

- Với các công trình xả ở tuyến áp lực được ưu tiên dùng loại đập bê tông, đập bản chống và đậpkết cấu nhẹ bằng bê tông cốt thép;

- Trong điều kiện có khe núi cao và hẹp nên lựa chọn loại đập vòm và kiểu đập vòm trọng lực;

- Thông thường, đập bê tông và bê tông cốt thép trên nền không phải là đá được sử dụng làm đập xả nước;

Trang 4

- Chỉ dùng đập bê tông và bê tông cốt thép làm đập không xả nước trong tuyến chịu áp khi có luận cứ chắc chắn

4.1.3 Cấp của đập bê tông và bê tông cốt thép cần được xác định theo tiêu chuẩn chung về

thiết kế các công trình thủy công trên sông

- Đối với các đập cấp I và cấp II thông thường phải tiến hành nghiên cứu thí nghiệm để bổ sung cho tính toán thiết kế

- Đối với đập cấp III và IV thì cho phép thực hiện những nghiên cứu đó khi có luận chứng thỏa đáng

4.1.4 Các tải trọng và tác động lên đập bê tông và bê tông cốt thép phải được xác định phù hợp

với tiêu chuẩn TCVN 8421:2010 và tiêu chuẩn TCVN 375-2006

4.1.5 Khi tính toán thiết kế đập bê tông và bê tông cốt thép chịu các tải trọng và tác động của tổ

hợp cơ bản cần xét:

4.1.5.1 Trường hợp các tải trọng thường xuyên:

a) Trọng lượng bản thân công trình bao gồm cả trọng lượng của các thiết bị hoạt động thường xuyên (cửa van, máy nâng, v.v );

b) Áp lực thủy tĩnh từ phía thượng lưu ứng với mực nước dâng bình thường (MNDBT);

c) Áp lực thủy tĩnh từ phía hạ lưu ứng với:

e) Trọng lượng đất trượt cùng với đập, và áp lực bên của đất ở phía thượng, hạ lưu

4.1.5.2 Trường hợp các tải trọng tạm thời dài hạn:

a) Áp lực bùn cát bồi lắng trước đập;

b) Tác động nhiệt (chỉ đối với đập bê tông) xác định đối với năm có biên độ dao động trung bìnhcủa nhiệt độ trung bình tháng

4.1.5.3 Trường hợp các tải trọng tạm thời ngắn hạn:

a) Áp lực sóng ứng với tốc độ gió trung bình nhiều năm;

b) Tải trọng do các thiết bị nâng, đỡ và vận tải hoặc do các kết cấu và máy móc khác (cầu trụclăn, máy trục treo…);

c) Tải trọng do các vật nổi;

d) Tải trọng động khi xả lũ qua đập xả nước ứng với MNDBT

4.1.5.4 Khi tính toán thiết kế đập bê tông và bê tông cốt thép với tổ hợp tải trọng và tác động

đặc biệt, cần xét các tải trọng của tổ hợp cơ bản và khi có luận chứng thỏa đáng thì tính toán với hai trong những tải trọng sau đây:

a) Tính toán ứng với áp lực thủy tĩnh ở phía thượng lưu và hạ lưu ứng với mực nước gia cường (MNGC) ở thượng lưu (thay cho khoản c và d Điều 4.1.5.1);

b) Tính toán ứng với áp lực nước thấm xuất hiện khi có một trong những thiết bị chống thấm hoặc một trong những thiết bị tiêu nước bị hư hỏng (thay cho khoản d Điều 4.1.5.1);

c) Tác động nhiệt xác định đối với năm có biên độ dao động lớn nhất của nhiệt độ trung bình tháng (thay cho khoản b Điều 4.1.5.2);

d) Áp lực sóng ứng với tốc độ gió lớn nhất nhiều năm (thay cho khoản a Điều 4.1.5.3);

e) Tải trọng động khi xả lũ qua đập xả nước, ứng với MNGC ở thượng lưu (thay cho khoản d Điều4.1.5.4);

g) Tác động của động đất

Trang 5

Các tải trọng và tác động trong thời kỳ thi công và trường hợp sửa chữa đập cần lấy theo các

tổ hợp cơ bản và đặc biệt Trị số của các tổ hợp tải trọng phải được xác định căn cứ theo các điều kiện cụ thể khi thi công và sửa chữa công trình

Các tải trọng và tác động phải lấy theo những tổ hợp bất lợi nhất có thể xảy ra từng thời kỳ khai thác và thi công xây dựng công trình

4.2 Yêu cầu đối với vật liệu xây dựng

4.2.1 Vật liệu xây dựng dùng cho các đập bê tông, đập bê tông cốt thép và các bộ phận của đập

phải thỏa mãn những yêu cầu của các tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành về thi công xây dựng cáccông trình thuỷ công Việc lựa chọn những vật liệu này cần được tiến hành theo các chỉ dẫn của tiêu chuẩn TCVN 4116:1985

4.2.2 Trong các đập bê tông, đập bê tông cốt thép và các bộ phận của đập, tùy thuộc vào điều

kiện làm việc của bê tông ở các phần riêng biệt của đập trong thời kỳ khai thác, cần phải chia ra

- Vùng III là ngoài cũng như các phần tiếp giáp với đất đá nền và chân công trình, nằm dưới mực nước khai thác nhỏ nhất ở thượng lưu và hạ lưu;

- Vùng IV là phần bê tông trong thân đập, giới hạn bởi vùng I, II, III, kể cả phần bê tông của kết cấu nằm kề các khoang rỗng kín của đập bê tông, bê tông cốt thép kiểu bản chống

Bê tông của các vùng trong đập bê tông, đập bê tông cốt thép thuộc tất cả các cấp đập phải đạt những yêu cầu nêu trong Bảng 2

Bảng 2 - Yêu cầu bê tông ở các vùng đập Yêu cầu đối với bê tông và các vùng khác nhau của đập Vùng đập

Bê tông Bê tông cốt thép

- Theo độ không ngấm nước II - III II - III

- Theo độ dãn dài giới hạn I - IV Không yêu cầu

- Theo độ bền chống tác dụng xâm thực của nước II - III II - III

- Theo độ chống mài mòn do dòng chảy có bùn cát cũng

như độ bền chống khí thực khi lưu tốc nước ở bề mặt bê tông

bằng và lớn hơn 15 m/s

- Theo độ tỏa nhiệt khi bê tông liên kết I - IV Không yêu cầuCHÚ THÍCH: Đối với đập cấp IV, cho phép bỏ qua yêu cầu về độ dãn dài giới hạn và độ tỏa nhiệt của bê tông

4.2.3 Cần căn cứ vào kiểu và loại đập, độ lớn của cột nước tác dụng, điều kiện khí hậu của vùng

xây dựng và kích thước các bộ phận của đập để xác định chiều dày vùng ngoài của đập, nhưng không được lấy nhỏ hơn 2m

4.2.4 Thông thường khi thiết kế đập không được dùng quá 4 loại mác bê tông Chỉ cho phép

tăng số mác bê tông khi có luận chứng riêng

4.2.5 Đối với xi măng dùng cho các đập cấp I, II và III cần phải xác định loại xi măng sử dụng

ngay trong hồ sơ thiết kế kỹ thuật và thiết kế thi công, trong trường hợp cần thiết sử dụng bê tông đặc biệt có thể phải lập những quy trình sản xuất riêng với sự thỏa thuận của các cơ quan

có liên quan và được trình duyệt theo quy định chung

4.3 Những yêu cầu về bố trí tổng thể và kết cấu

4.3.1 Vị trí đập bê tông hoặc bê tông cốt thép trong tuyến công trình đầu mối cần được quyết định

căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất công trình, địa chất thủy văn, điều kiện nối tiếp đập với

Trang 6

bờ và với các công trình khác; căn cứ vào sơ đồ tổ chức và biện pháp thi công, và phải được luận chứng bằng so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phương án nghiên cứu cụ thể

4.3.2 Các thiết bị chống thấm và tiêu nước ở nền đập cần được nối tiếp với các thiết bị tương

tự ở bên bờ và ở các công trình đầu mối tiếp giáp với đập

Các thiết bị chống thấm cần phải được dự kiến trong tất cả các trường hợp mà đất nền thuộc loại đất có tính chất cơ lý không tốt, thấm nhiều, kém ổn định và chó chứa các thành phần dễ hòatan trong nước Đối với đất không có khả năng bị xói ngầm cơ học và hóa học thì việc bố trí các thiết bị chống thấm phải có luận chứng chi tiết riêng

Màng chống thấm phải được thiết kế đảm bảo tiếp xúc và xâm nhập đến tầng đất ít thấm hoặc thực tế không thấm nước Khi thiết kế màng chống thấm vào đất có tầng không thấm thì chiều sâu của màng cho phép lấy bằng nửa trị số cột nước toàn tập của đập

4.3.3 Khi nối tiếp các bộ phận riêng của đập (phần xả nước với phần không xả nước), các mặt

chịu áp phải bố trí trên một mặt phẳng

4.3.4 Chiều rộng và cấu tạo đỉnh của đập không xả nước cần được chọn dựa vào kiểu đập, điều

kiện thi công Chiều rộng đỉnh đập cũng được thiết kế căn cứ vào việc sử dụng đỉnh đập để phục vụ cho giao thông của người và xe cộ qua lại trong thời kỳ khai thác và tùy theo các mục đích khác, nhưng không được nhỏ hơn 2m

4.3.5 Độ vượt cao của đỉnh đập không xả nước trên mực nước thượng lưu cần xác định theo yêu

cầu của tiêu chuẩn TCVN 8216:2009

Trị số dự trữ về chiều cao đập (có kể cả tường chắn sóng) lấy như sau:

- Đối với đập cấp I: a = 0,8 m;

- Đối với đập cấp II: a = 0,6 m;

- Đối với đập cấp III: a = 0,4 m

4.3.6 Kích thước trụ pin của đập bê tông có xả nước cần được quy định căn cứ vào kiểu và kết

cấu cửa van, kích thước của các cửa xả, kích thước của các cửa ra vận hành và sự cố của hànhlang dọc,

kích thước và cấu tạo của nhịp cầu Trong tất cả các trường hợp, chiều dày của trụ pin tại chỗ

có khe cửa không được nhỏ hơn 0,8 m

4.3.7 Khi xác định cao trình đỉnh trụ pin của đập tràn về phía thượng lưu cần xét đến cao trình

đỉnh đập không xả nước, kiểu cửa van, thiết bị nâng chuyển, điều kiện thao tác chung và kích thước theo chiều cao của cầu đặt trên trụ pin nếu có Cao trình đỉnh trụ pin cần lấy theo trị số lớnnhất trong số các trị số xác định theo các điều kiện nêu trên

4.3.8 Trong trường hợp cần thiết phải đưa trụ pin về phía thượng lưu theo điều kiện cần bố trí

các cửa van hoặc cầu ở phần trên trụ pin phải xét đến việc tạo phần nhô ra kiểu công son ở phía trên của trụ pin

4.3.9 Hình dạng trên mặt bằng của trụ pin ở phía thượng lưu phải bảo đảm cho dòng nước chảy

vào khoang tràn được thuận và sự co hẹp dòng chảy nhỏ nhất

4.3.10 Hình dạng trên mặt bằng và chiều cao của trụ pin phía hạ lưu được xác định theo

những yêu cầu cấu tạo chung, xuất phát từ điều kiện bảo đảm độ bền, sự bố trí cầu qua lại và các công trình khác, cũng như điều kiện không cho nước ngập đỉnh trụ pin

4.3.11 Mặt ngoài của các trụ phân dòng và trụ biên trong phạm vi công trình xả cần được thiết kế

tương tự như bề mặt của các trụ pin

4.3.12 Khi thiết kế cầu ô tô hoặc cầu đường sắt trên các trụ pin và trụ biên các trụ này ngoài

việc thỏa mãn yêu cầu kết cấu trụ pin còn phải thỏa mãn đồng thời cả yêu cấu kết cấu trụ cầu theo tải trọng cho phép giao thông trên mặt cầu

4.3.13 Ống dẫn áp lực vào tuốc bin của trạm thủy điện bố trí ở bên trong hoặc bên ngoài thân

đập tùy thuộc kết quả so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phương án thiết kế

4.3.14 Để ngăn nước thấm qua khối đập, thiết kế cần phải dự tính bố trí hệ thống tiêu nước

theo kiểu các giếng tiêu nước dọc theo mặt thượng lưu đập, nối thông với hành lang dọc

4.3.15 Yêu cầu thiết kế giếng tiêu nước

Khoảng cách từ mặt chịu áp của đập đến trục giếng tiêu nước, bt cũng như đến mặt thượng lưu của hành lang dọc cần lấy không nhỏ hơn 2m và thỏa mãn điều kiện:

Trang 7

(1)Trong đó:

h - cột nước trên mặt cắt tính toán;

Jcp - Gradien cột nước cho phép của bê tông đập.

Trị số gradien cột nước cho phép của bê tông (không phụ thuộc vào mác chống thấm của nó) cần lấy như sau:

- Đối với các đập trọng lực và đập bản chống kiểu to đầu: Jcp = 20;

- Đối với đập vòm, vòm trọng lực và các mặt trực tiếp chịu áp lực mới của đập liên vòm: Jcp = 40CHÚ THÍCH: Những yêu cầu của điều này không áp dụng đối với những đập có lớp chống thấm

4.3.16 Thiết kế giải pháp tiêu nước trong giếng

Khi thiết kế hệ thống giếng tiêu nước phải dự kiến bố trí những hành lang dọc và ngang để tháonước tiêu, để kiểm tra sự làm việc của các giếng tiêu nước và trạng thái bê tông đập, đặt các đường ống, các thiết bị kiểm tra quan trắc đo lường, để tiến hàn phun xi măng vào các khớp nối,

để thi công màng chống thấm, cũng như để tiến hành các công tác phục hồi sửa chữa trong quá trình quản lý vận hành

Theo chiều cao của đập, các hành lang dọc và ngang cần bố trí cách nhau từ 15 m đến 20 m Về nguyên tắc phải thiết kế hành lang dọc thấp nhất cũng phải có cao trình hành lang cao hơn mực nước kiệt hạ lưu để đảm bảo có thể tháo nước tự chảy Nếu như không bố trí được như vậy thì cần thiết kế lắp đặt máy bơm nước ra khỏi giếng và hành lang thoát nước

Kích thước của hành lang cũng phải đảm bảo cho sử dụng làm mặt bằng thi công công tác phun xi măng nền và các khớp nối thi công đập, để tạo và khôi phục các giếng tiêu nước thẳng đứng cần chọn nhỏ nhất, đủ đảm bảo được sự vận chuyển và làm việc của các thiết bị khoan, phun xi măng v.v…

Những hành lang dùng để tập trung và tháo nước, kiểm tra trạng thái bê tông đập và làm kín nước cho các khớp nối, đồng thời dùng cho việc bố trí các thiết bị quan trắc kiểm tra, đo lường

và các loại đường ống cần có các kích thước như sau:

- Chiều rộng hành lang không nhỏ hơn 1,2 m

- Chiều cao không nhỏ hơn 2,0 m

Sàn của hành lang tập trung và tháo nước, cần được thiết kế với độ dốc không lớn hơn 1: 50 về hướng máng tràn

Trong những đập có nhiều tầng hành lang, cần dự kiến có sự liên thông giữa các hành lang bằng thang máy hoặc cầu thang thi công

4.3.17 Trong vùng chịu kéo ở mặt chịu áp của đập bê tông, và của cả đập bê tông cốt thép khi

có luận cứ để ngăn ngừa sự thấm qua bê tông làm cho vôi bị rữa lũa ra khỏi bê tông và để bảo

vệ bê tông khỏi bị phá hủy do nước có tính xâm thực v.v…, cần trù tính bố trí lớp cách nước (bằng lớp trát nhựa đường, hoặc bằng các tấm nhựa đường, tẩm bitum, lớp trát khoáng vật, lớp sơn pôlime và pôlime- bitum)

4.4 Khớp nối biến dạng và vật chắn nước của khớp nối

4.4.1 Khi thiết kế các đập bê tông và bê tông cốt thép cần dự kiến bố trí các khớp nối biến

dạng lâu dài (giữa các đoạn) và khớp nối biến dạng (khớp nối thi công) tạm thời

Kích thước các đoạn đập và các khối đổ bê tông cần được xác định tùy thuộc vào:

- Chiều cao và loại đập;

- Kích thước các đoạn của nhà máy thủy điện cũng như vị trí các lỗ xả nước (kể cả ống dẫn nước ra tua bin) ở trong đập;

Trang 8

- Phương pháp thi công đập;

- Hình dạng lòng dẫn, các điều kiện khí hậu của vùng xây dựng, cấu tạo địa chất, tính biến dạng của nền đập

4.4.2 Khi chọn loại khớp nối biến dạng và khoảng cách giữa các khớp nối, cần tuân theo các yêu

cầu của tiêu chuẩn TCVN 4116:1985

4.4.3 Xác định chiều rộng của khớp nối biến dạng lâu dài trên cơ sở so sánh những số liệu tính

toán dự đoán về biến dạng của các đoạn đập kề nhau, có xét đến phương pháp thi công khớp nối, tính chất biến dạng của các đoạn đập kề nhau, tính biến dạng của vật liệu làm kín nước đổ vào khớp nối và sự bảo đảm chuyển vị độc lập giữa các đoạn đập với nhau

Khi xác định sơ bộ kết cấu của khớp nối biến dạng lâu dài chiều rộng của khớp cần chọn như sau:

- Khớp nối nhiệt ở khoảng cách mặt chịu áp thượng lưu không quá 5 m: chọn từ 0,5 cm đến 1 cm; còn ở bên trong thân đập chọn từ 0,1 cm đến 0,3 cm;

- Khớp nối nhiệt lún: chọn từ 1 cm đến 2 cm trong phạm vi bản móng của đập và bể tiêu năng với mọi loại nền không phải là đá và nền lẫn đá;

- Khớp nối ở cao hơn tấm bản móng đập khi nền không phải là đá, chọn không nhỏ hơn 5 cm

4.4.4 Trong kết cấu của khớp nối biến dạng lâu dài cần dự kiến bố trí:

- Vật chắn nước, bảo đảm không cho nước thấm qua khớp nối;

- Thiết bị tiêu nước để tháo nước thấm qua vật chắn nước hoặc thấm vòng lên nó;

- Giếng và hành lang kiểm tra để quan trắc tình trạng của khớp nối và sửa chữa vật chắn nước

4.4.5 Vật chắn nước của khớp nối biến dạng lâu dài của đập cần chia ra:

- Theo vị trí khớp nối: khớp nối thẳng đứng, khớp nối nằm ngang và khớp nối theo đường viền (Hình 5)

- Theo cấu tạo và vật liệu: màng ngăn bằng kim loại, cao su và chất dẻo (Hình 6a)

- Nêm và lớp đệm bằng vật liệu atfan (Hình 6b)

- Phun xi măng và bitum (Hình 6c)

- Dầm hoặc tấm bê tông, bê tông cốt thép (Hình 6d)

Trang 9

CHÚ DẪN:

1) khớp nối, δ = 0,5 cm đến 1 cm; 2) khớp nối, δ = 0,1 cm đến 0,3 cm;

3) khớp nối, δ = 1 cm đến 2 cm; 4) khớp nối, δ = 0,1 cm đến 0,3 cm;

5) 6) 7) vật chắn nước thẳng đứng, nằm

ngang và theo đường viền; 8) thiết bị tiêu nước;

9) lỗ quan trắc; 10) hành lang quan trắc

Hình 5 - Sơ đồ bố trí vật chắn nước trong các khớp nối biến dạng cố định của đập

a) b) đập trên nền đá; c) d) đập trên nền không phải là đá 4.4.6 Khi thiết kế kết cấu vật chắn nước của khớp nối biến dạng ở đập, cần tuân theo những quy

định sau:

- Vật liệu chắn nước phải áp trực tiếp vào bê tông của khớp nối;

- Trị số ứng suất ở chỗ tiếp giáp giữa vật liệu atphan của vật chắn nước với bê tông trong mặt cắt đang xét, không được nhỏ hơn trị số áp lực thủy tĩnh bên ngoài ở chính mặt cắt đó;

- Gradien cột nước của dòng thấm qua bê tông theo đường viền của vật chắn nước không được lớn hơn trị số quy định tại Điều 4.3.15

Trang 10

CHÚ DẪN:

a) Lá chắn bằng kim loại, cao su và chất dẻo b) Nêm và lớp đệm bằng vật liệu

at-phanc) Vật chắn nước do phun (Xi măng và bitum) d) Thanh hoặc tấm bê tông, bê tông cốt

thép1- Tấm kim loại, 5- Lỗ khoan để phun xi măng,

2- Tấm cao su, 6- Van phun xi măng,

3- Mat tit atphan, 7- Thành bê tông cốt thép

4- Tấm bê tông cốt thép, 8- Lớp đệm cách nước bằng atphan

Hình 6 - Các sơ đồ vật chắn nước cơ bản ở khớp nối biến dạng của đập bê tông và bê

tông cốt thép 4.4.7 Khi thiết kế cần trù tính việc làm liền khối (đổ bê tông chèn vào) các khớp nối thi công thẳng

đứng tạm thời trước khi dâng nước trước đập

Cho phép thay đổi thời hạn làm liền khối các khớp nối thi công thẳng đứng khi có luận chứng thích đáng

4.4.8 Để giảm ứng suất nhiệt lún trong kết cấu của đập, cũng như ảnh hưởng của lún không

đều ở nền, cho phép bố trí các khớp nối mở rộng tạm thời, và sẽ được lấp đầy bằng bê tông (các khối chèn) sau khi nhiệt độ đã cân bằng và lún đã ổn định

4.5 Các công trình xả, công trình tháo và công trình lấy nước

4.5.1 Các công trình xả, tháo và lấy nước của đập cần được dự kiến thiết kế để:

- Xả lưu lượng lũ;

- Lấy lưu lượng nước để đảm bảo cho tưới, dẫn nước vào các ao nuôi cá đẻ, bảo đảm chiều sâu thông tàu ở hạ lưu, bảo đảm cấp nước v.v…;

- Tháo lưu lượng thi công;

- Xả bớt lượng nước thừa của hồ chứa cho tới mực nước trước mùa lũ khi dung tích của hồ chứa bị hạn chế

- Tháo cạn một phần hồ chứa trong thời kỳ thi công hoặc khai thác

Trang 11

4.5.2 Chiều dài của tuyến tràn, kích thước và số khoang xả mặt và xả sâu cần được ấn định tùy

thuộc vào:

- Trị số tính toán của lưu lượng cần xả;

- Tỷ lưu (lưu lượng nước qua 1 đơn vị độ dài thường là m) cho phép ứng với các điều kiện địa chất đã cho;

- Ảnh hưởng xấu của dòng chảy có thể gây ra đối với lòng sông và sự làm việc của các công trình đầu mối khác;

- Sơ đồ đóng mở các cửa van dự kiến;

- Chế độ thủy lực của dòng chảy trong lòng sông trên mặt bằng

Đối với các đập cấp I, II, III cần phải tiến hành so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phương án nêu ra theo kết quả tính toán thủy lực và thí nghiệm mô hình trong phòng thí nghiệm.Đối với đập cấp IV, việc so sánh các phương án tiến hành theo kết quả tính toán thủy lực và tính toán tương tự

Lưu tốc cho phép của tuyến tràn có thể tham khảo ở Bảng 3 và Bảng 4

4.5.3 Mặt cắt không tạo chân không có hình dạng cong, nối tiếp dần đều với mặt tràn của đập

phải được coi là mặt cắt chủ yếu của các đầu tràn của các tràn xả mặt thuộc mọi cấp

Độ dốc của mặt tràn nước và chiều dài dốc tràn cần quy định xuất phát từ các đặc điểm cấu tạo của mặt cắt đập

Hình dạng đầu tràn của đập có xả nước cấp IV cho phép lấy định hình theo hình thang hoặc hình chữ nhật

Cho phép dùng đầu tràn tạo chân không khi cần tăng tỷ lưu qua đập tràn, khi có các điều kiện địa chất thuận lợi và khi giải pháp này được luận chứng bằng tính toán và nghiên cứu thủy lực

Bảng 3 - Tỷ lưu cho phép [q] đối với các loại đất khác nhau ứng với các chiều sâu dòng

4 Sỏi thô chứa cát á sét nhẹ, chặt 1,00 12 27 62

5 Cát chứa không nhỏ hơn 10%

cuội sỏi dét chặt, á sét nặng, chặt 1,20 14 32 74

(*) Nguồn: M.Grisin “Thiết kế công trình thủy lợi trên nền không phải là đá” 1966 trang 114.

Bảng 4 - Tỷ lưu cho phép trung bình [q] tb ứng với đường kính hòn đá (hoặc khối đá) và

các chiều sâu xói khác nhau (**)

Trang 12

Đường kính hòn

đá (m)2,5 42 [q] tb ứng với chiều sâu hố xói bằng85 105 130

(**) ” Chỉ dẫn thiết kế - bảo vệ chống xói ở lòng dẫn và hạ lưu công trình xả” VODGEO – 1974

4.5.4 Khi thiết kế các công trình xả của đập và các kết cấu gia cố ở hạ lưu có nước chảy qua

với lưu tốc lớn, cần xét đến hiện tượng khí thực và phá hoại do khí thực, xét đến hiện tượng dòng chảy bị hàm khí, cũng như xét tới các tác động của động lực dòng chảy lên các bộ phận công trình

Để bảo vệ bề mặt tràn của công trình xả chịu tác động của lưu tốc lớn hơn 15 m/s khỏi bị khí thực phá hủy, cần dự kiến:

- Sử dụng bê tông có độ bền chống khí thực cao

- Tạo cho các bề mặt có nước chảy qua thuận với dòng chảy san bằng các mũi nhô cục bộ và các chỗ không bằng phẳng

- Đưa không khí vào những vùng có khả năng bị phá hủy do khí thực (rãnh thông khí, những bậc ở bề mặt xả nước trong đó có các buồng chống khí thực, những mũi phóng để hất dòng chảy và gây bão hòa cho lớp nước ở sát đáy)

4.5.5 Trong các công trình xả dưới sâu, để tăng khả năng tháo, cần phải thiết kế tạo các cạnh

Cao trình và tốc độ dọc trục đầu vào của công trình xả sâu cần được ấn định xuất phát từ các đặc tính kết cấu của đập và của đoạn cuối của công trình xả có xét đến biên độ dao động của mực nước thượng lưu được xác định tương ứng với biểu đồ lưu lượng tháo

Khi bố trí buồng cửa van ở đầu vào hoặc ở phần giữa tuyến công trình xả sâu, cần dự kiến việc dẫn không khí vào phía sau các cửa van Miệng của giếng thông khí cần được bố trí gần cửa van ở mức tối đa có thể (theo điều kiện cấu tạo của công trình xả), và cần bảo đảm sao cho các tia nước phóng lên không rơi vào miệng giếng này

4.5.6 Kết cấu đoạn cuối của công trình xả mặt hoặc xả sâu cần được chọn tùy thuộc vào độ cao

của công trình xả, tỷ lưu ở đoạn ra theo đặc tính của đất nền, cũng như những yêu cầu đặt ra đối với chế độ thủy lực nối tiếp thượng hạ lưu

4.5.7 Ứng với chế độ chảy mặt ở cuối công trình xả, cần dự kiến mũi hắt có bề mặt nằm ngang

hoặc nghiêng tạo nên chế độ không ngập, khi có nước nhảy phải ổn định, dòng chảy không được gây nên xói lở nguy hiểm cho lòng dẫn và hai bên bờ ở đoạn kề với công trình Cần tạo

ra chế độ nối tiếp mặt có xét tới cả việc xả các vật nổi

4.5.8 Đối với chế độ chảy đáy, cần phải thiết kế nối tiếp bề mặt tràn với đáy bể tiêu năng một

cách thuận, hoặc với một bậc không lớn

Trong trường hợp có nguy cơ xuất hiện khí thực làm rỗ bê tông cần thiết kế thiết bị dẫn không khí hoặc nước vào mặt phía hạ lưu của bậc

Cao trình bề mặt bể tiêu năng cần được ấn định từ điều kiện nước chảy ngập, ứng với hệ thống các kết cấu tiêu năng được chọn trong thiết kế và khi cần thiết, có xét đến điều kiện dẫn dòng trong thời kỳ thi công đập

4.5.9 Khi nối tiếp với hạ lưu bằng cách phun ở cuối công trình xả cần dự kiến mõi phóng để hất

dòng chảy về hại lưu tới một khoảng cách không nguy hiểm cho công trình

Trong trường hợp nền bị nứt nẻ nhẹ, ở chỗ nước rơi cần dự kiến gia cố bờ hố xói hoặc có biệnpháp để tiêu năng cả ở vùng nước rơi lẫn ở mũi phun bằng cách bố trí các bộ phận để phân tán dòng chảy Kích thước, hình dạng và độ bền chống khí thực của các bộ phận này phải được xác định thông qua tính toán và nghiên cứu thủy lực

4.6 Yêu cầu thiết kế công trình nối tiếp đập bê tông và bê tông cốt thép với nền

Trang 13

4.6.1 Khi xác định các đặc trưng về độ bền, biến dạng và thấm của đất nền đập bê tông và bê

tông cốt thép và khi chọn các sơ đồ tính toán, cần đặc biệt chú ý tới các vùng đất yếu trong khối nền:

- Trong nền không phải là đá: các vùng đất lún sụt, đất dẻo mềm hoặc dẻo chảy, đất than bùn, đất tơi rời;

- Trong nền đá: các vùng có các hệ thống khe nứt nhỏ và trung bình, các khe nứt lớn đơn độc và các đứt gãy các vùng phong hóa mạnh, và các vùng giảm tải

4.6.2 Đối với các đập cấp I và II mà do hậu quả của sự cố và do chiều cao nên có thể xếp vào

loại đập cấp III hoặc cấp IV, cho phép xác định các đặc trưng tính toán của đất nền như đối với đất nền của đập cấp III hoặc cấp IV

Hình 7 - Xử lý đứt gẫy hoặc nứt nẻ lớn đất nền đập bê tông 4.6.3 Để cải thiện các đặc tính về độ bền biến dạng và thấm của đất nền đập bê tông và bê

tông cốt thép, khi cần thiết, trong thiết kế phải dự kiến:

- Gia cố và làm chặt toàn bộ hoặc một phần đất nền bằng xi măng hoặc vữa dính kết khác;

- Tiêu nước cho đất loại sét bão hòa nước để tăng nhanh cố kết thấm của nền;

- Bố trí các tường chắn để giữ các sườn dốc và các mái dốc của các khối đất đá;

4.6.4 Khi thiết kế các rãnh khứa để đập bê tông bám chắc vào nền đá, lượng đá bóc bỏ đi cần

phải ít nhất và phải được luận chứng bằng tính toán về độ bền và ổn định của đập có xét đến các biện pháp gia cố khối đá bị nứt nẻ

4.6.5 Không cho phép san bằng các bề mặt tiếp giáp của nền đá với đập bê tông Về nguyên tắc,

việc nối tiếp giữa đập vòm và vòm trọng lực với các phần nền trên mái dốc không được thực hiện dưới dạng bậc

4.7 Yêu cầu quan trắc và nghiên cứu hiện trạng công trình

4.7.1 Khi thiết kế các đập bê tông và bê tông cốt thép cấp I, II, III, cần phải dự kiến bố trí các

thiết bị kiểm tra đo lường để tiến hành các quan trắc, nghiên cứu hiện trạng công trình và nền của chúng cả trong quá trình thi công cũng như trong thời kỳ khai thác nhằm mục đích đánh giá

độ tin cậy của tổ hợp công trình nền, tình hình biến dạng để phát hiện kịp thời các hư hỏng, phòng ngừa sự cố và cải thiện tình hình khai thác

Trang 14

Đối với đập cấp IV và nền của nó cần dự kiến thiết kế giải pháp quan sát bằng mắt thường.Thành phần và khối lượng quan trắc và nghiên cứu hiện trạng cần được dự kiến trong thiết kế,trong đó nêu cả công trình quan trắc, và cách bố trí các thiết bị kiểm tra đo lường, chế độ báo cáo, truyền tinh, báo động v.v… theo TCVN 8215: 2009

4.7.2 Những quan trắc và nghiên cứu hiện trạng ở đập bê tông và bê tông cốt thép được chia

ra hai loại: quan trắc kiểm tra và quan trắc chuyên môn (chuyên đề)

- Những quan trắc kiểm tra trong thời kỳ thi công được tiến hành để đo biến dạng của nền, chế

độ nhiệt độ, trạng thái ứng suất nhiệt và sự hình thành vết nứt trong các khối đổ bê tông

- Những quan trắc kiểm tra trong thời kỳ khai thác được tiến hành để đo áp lực đẩy ngược và dòng thấm của nước trong nền và bên bờ ở vai đập chuyển vị thẳng đứng (lún) và nằm ngang, trạng thái ứng suất và ứng suất nhiệt của đập và nền đập, chế độ thủy lực của dòng chảy tại công trình xả và ở thượng hạ lưu, trạng thái lòng dẫn ở hạ lưu, điều kiện làm việc của các khớpnối tiếp xúc ở nền và sự mở rộng của các khớp nối thi công

- Các quan trắc chuyên môn đối với đập trong thời kỳ khai thác được tiến hành nhằm mục đích thu thập những tài liệu có liên quan đến sự cần thiết phải hoàn thiện phương pháp tính toán, nghiên cứu mô hình, lựa chọn các phương pháp thi công và các điều kiện quản lý khai thác tối ưu

4.8 Tính toán độ bền và độ ổn định của đập

4.8.1 Việc tính toán độ bền và ổn định đập bê tông và bê tông cốt thép phải được tiến hành theo

các trạng thái giới hạn, với các tác động do lực, nhiệt độ, độ ẩm gây ra phù hợp với các quy địnhtrong các tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành có liên quan

Việc tính toán độ bền và ổn định của đập phải được tiến hành theo hai nhóm trạng thái giới hạn sau đây:

- Theo nhóm thứ nhất (công trình không sử dụng để khai thác được): tính toán độ ổn định, và độ bền chung của công trình, cũng như độ bền cục bộ của các bộ phận của nó;

- Theo nhóm thư hai (công trình khai thác được bình thường): tính toán độ bền cục bộ của nền, tính toán sự hình thành các khe nứt và tính toán biến dạng của công trình cũng như sự mở rộngcác khớp nối thi công trong các kết cấu bê tông và sự mở rộng các vết nứt trong các kết cấu bê tông cốt thép

Các tính toán về độ bền chung và độ ổn định về biến dạng và mở rộng các khe nứt, cũng như

sự mở rộng các khớp nối thi công tùy thuộc vào trình tự thi công, cần được tiến hành đối với toàn

bộ đập hoặc từng đoạn đập (hoặc từng “cột” riêng biệt – trường hợp chia khối đổ bê tông theo chiều thẳng đứng)

Các tính toán về độ bền cục bộ và về sự hình thành các khe nứt cần được tiến hành đối với từng bộ phận kết cấu riêng rẽ của công trình, đối với các kết cấu bê tông thì việc tính toán theo điều kiện hình thành các vết nứt chỉ phải tiến hành đối với các bộ phận bị giới hạn bởi các khớp nối thi công

4.8.2 Việc tính toán độ bền và độ ổn định của đập, nền đập và các bộ phận của chúng phải được

tiến hành với các trường hợp tính toán có khả năng xảy ra với xác suất lớn nhất trong thời kỳ khai thác và thi công, có xét đến trình tự thi công và chịu tải của đập

Trong trường hợp khi trong đồ án thiết kế đã dự tính trước việc thi công và bàn giao đưa công trình đầu mối vào khai thác theo từng đợt thì việc tính toán độ bền và ổn định từng phần của đập thuộc tất cả các cấp phải được tiến hành với mọi tải trọng và tác động được xác định trong thời kỳ khai thác thường xuyên Khi đó, những điều kiện về độ bền và ổn định của đập cho thời

kỳ khai thác tạm thời phải lấy như đối với thời kỳ khai thác thường xuyên

Trong đồ án thiết kế, cần phải dự tính trước trình tự thi công đập và các bộ phận của nó, mà với trình tự đó, các lực xuất hiện trong quá trình thi công không đòi hỏi phải gia tăng cốt thép hoặc tạo nên những sự gia tăng khối lượng khác của công trình

4.8.3 Tính toán độ bền và ổn định của đập cũng phải được tiến hành theo tác động của các tải

Trang 15

thuật khối lượng thể của bê tông được lấy bằng 2,4 T/m3 và khối lượng thể tích của bê tông cốt thép là 2,5 T/m3;

- Các tải trọng động khi tháo lũ: đối với đập cấp I và II xác định theo kết quả tính toán và nghiên cứu thí nghiệm mô hình; đối với đập cấp III và IV theo kết quả tính toán hoặc theo các công trình tương tự

- Các tác động của nhiệt độ: sử dụng theo số liệu quan trắc nhiệt độ không khí nhiều năm ở tuyến đập và trên cơ sở tính toán dự đoán nhiệt độ nước trong hồ chứa

CHÚ THÍCH: Khi tính toán độ bền chung và độ và độ ổn định của đập, hệ số vượt tải của trọng lượng bản thân, của các tác động nhiệt, ẩm và lực động, cũng như của tất cả các tải trọng đất ứng với các trị số tính toán của đặc trưng tgφI, II, CI, II , γI, II xác định theo các yêu cầu của tiêu chuẩn thiết kế nền các công trình thủy công đều phải lấy bằng 1 hoặc theo yêu cầu của các tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành tương đương

4.8.4 Tính toán độ bền của đập cấp I và II xây dựng trên nền đá phải được thực hiện theo

phương pháp lý thuyết đàn hồi, và trong trường hợp cần thiết phải xét đến những biến dạng không đàn hồi cũng như các nứt nẻ trong bê tông và nền

Tính toán độ bền của đập cấp I và II xây dựng trên nền không phải là đá phải được thực hiện

có xét đến sự làm việc không gian của tấm móng và của các bộ phận chịu lực khác của kết cấu.Tính toán độ bền của đập cấp III và IV cũng như việc tính toán sơ bộ đối với cấp I và II, vê nguyên tắc, phải được thực hiện theo phương pháp đơn giản của cơ học kết cấu

4.8.5 Đối với những đập cấp I và II mà do hậu quả của các sự cố và do chiều cao có thể xếp vào

loại đập cấp III và IV, thì việc tính toán độ bền của chúng cho phép được tiến hành bằng các phương pháp đơn giản, khi đó các giá trị của các hệ số tính toán lấy như đối với đập cấp I và II, còn hệ số tổ hợp tải trọng và tiêu chuẩn của độ bền lấy như đối với đập cấp III và IV

4.8.6 Khi xác định trạng thái ứng suất - biến dạng của đập và vùng tiếp giáp của nền bằng

phương pháp lý thuyết đàn hồi, cho phép coi bê tông như là vật liệu đồng chất đẳng hướng có những đặc trưng cơ học trung bình, khi đó phải xét đến:

- Sự có mặt của hành lang (giếng) của các khoang rỗng dọc, các buồng của gian máy của trạm thủy điện, các đường dẫn nước của tuốc bin, các công trình xả sâu và của các lỗ khác nếu như

bê rộng của khoang và lỗ đó lớn hơn 15% bề rộng của mặt cắt tính toán của đập;

- Sự phân bố bê tông theo từng vùng, nếu như tỷ số mô đun đàn hồi của các vùng đó lớn hơn hoặc bằng 2;

- Sự khác nhau giữa các đặc trưng cơ học của vật liệu đập và nền;

- Tính không đồng nhất của nền và sự có mặt của các vết nứt và đứt gãy trong nền;

- Khả năng mở rộng các khớp nối thi công và sự phá vỡ tính tính liền khối của nền ở các vùng chịu kéo;

- Trình tự thi công, cũng như các phương pháp và thời hạn đổ bê tông gắn liền các khối đổ bê tông của đập

4.8.7 Khi tính toán đập về độ bền chung, cũng như về biến dạng, về mở rộng các khớp nối thi

công và mở rộng các khe nứt, trị số mô đun đàn hồi tính toán của bê tông (E) phải xác định như sau:

- Khi thi công đập bằng cách đổ bê tông các “khối cột” hoặc theo kiểu đổ các “khối dằng mạch” (như

Trang 16

Trong mọi trường hợp, trị số tính toán của mô đun đàn hồi của bê tông đập phải nằm trong phạm vi:

0,65Ebt ≤ E ≤ 250 103kg/cm2 (4)

4.8.8 Chiều sâu mở rộng của các khớp nối thi công ở mặt hạ lưu đập cần được xác định có xét

đến trọng lượng bản thân công trình, áp lực thủy tĩnh và tác động nhiệt độ gây nên bởi các dao động nhiệt độ theo mùa của không khí bên ngoài và của nước trong hồ chứa, cũng như bởi chênh lệch giữa nhiệt độ ban đầu khi đổ bê tông chèn vào các khớp nối thi công và nhiệt độ khai thác trung bình nhiều năm của đập

4.8.9 Khi tính toán độ bền chung và ổn định của đập cũng như độ bền cục bộ của các bộ phận

riêng biệt, phải tuân theo một trong các điều kiện sau đây:

Φ - hàm số, mà dạng của nó tùy thuộc vào tính chất của trạng thái ứng suất – biến dạng của đập được xác định theo các Điều 5; Điều 6; Điều 7; và Điều 8;

N và R - tương ứng là các trị số tính toán của tác động lực tổng quát và của khả năng chịu tải tổng quát của công trình

Bảng 5 - Hệ số điều kiện làm việc m của đập Các loại tính toán đập và các yếu tố gây nên sự cần thiết phải sử dụng

hệ số điều kiện làm việc kiện làm việc Hệ số điều

m

1 Tính toán ổn định của đập bê tông và bê tông cốt thép trên nền nửa đá và

2 Tính toán ổn định của đập trọng lực và đập bản chống trên nền đá

a) Đối với các mặt trượt đi qua các vết nứt ở khối nền 1,0

b) Đối với các mặt trượt đi qua mặt tiếp giáp giữa bê tông và đá, mặt trượt

trong khối nền có một phần đi qua khe nứt, một phần đi qua đá liền khối 0,95

4 Tính toán độ bền chung và độ bền cục bộ của đập bê tông, bê tông cốt

thép và các bộ phận của chúng khi độ bền của bê tông có tính quyết định

trong các loại kết cấu dưới đây:

a) Trong kết cấu bê tông

- Đối với tổ hợp tải trọng và tác động cơ bản 0,9

- Đối với tổ hợp tải trọng và tác động đặc biệt không xét động đất 1,0

b) Trong kết cấu bê tông cốt thép dạng tấm và dạng sườn, khi chiều dày của

Trang 17

Các loại tính toán đập và các yếu tố gây nên sự cần thiết phải sử dụng

hệ số điều kiện làm việc kiện làm việc Hệ số điều

m

c) Trong kết cấu bê tông cốt thép dạng tầm và dạng có sườn khi chiều dày

5 Như điểm 4, nhưng độ bền của cốt thép khộng dự ứng lực là có tính quyết

3) Khi xét đến các tải trọng lặp đi lặp lại nhiều lần trong các bộ phận của đập, các hệ số điều kiệnlàm việc lấy theo Bảng 2 và Bảng 6 tiêu chuẩn thiết kế các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép thủy công hoặc tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành tương đương

4.8.10 Khi thiết kế đập vòm, đập liên vòm, đập vòm trọng lực và đập bản chống kiểu to đầu,

cũng như các kết cấu khác mà bê tông của chúng chịu ứng suất nén không gian cần lấy giá trịsức kháng tính toán của bê tông theo yêu cầu của tiêu chuẩn TCVN 4116: 1985 trong các trườnghợp:

- Trong trường hợp trạng thái ứng suất phẳng, khi các ứng suất tác dụng một dấu thì cho phép không xét đến ảnh hưởng chung của chúng;

- Trong trường hợp trạng thái ứng suất phẳng và không gian, khi các ứng suất tác dụng khác dấu nhau thì các trị số sức kháng nén tính toán của bê tông cần được xác định như khi bị chất tải mộttrục

4.8.11 Việc tính toán đập bê tông chịu tác động của động đất theo chỉ dẫn của các Điều 5; Điều 6;

Điều 7; Điều 8 cần được tiến hành theo lý thuyết phổ tuyến tính có xét đến hệ số động đất xác định theo những yêu cầu trong tiêu chuẩn xây dựng các công trình ở những vùng có động đất Khi đó cho phép lấy trị số tính toán của các sức kháng của bê tông theo các kết quả nghiên cứu thí nghiệm

4.8.12 Đối với đập bê tông cao hơn 60 m và có thể tích bê tông lớn hơn 1 triệu m3, khi thiết kế cần xác định những giá trị tiêu chuẩn trung gian của các sức kháng nén và kéo của bê tông khác với những trị số xác định theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4116: 1985 trong các trường hợp

4.9 Tính toán thấm của đập

4.9.1 Việc tính toán thấm của đập bê tông và bê tông cốt thép cần được thực hiện nhằm xác định:

- Áp lực ngược của nước thấm tác dụng vào đế đập;

- Các gradien trung bình của cột nước áp lực;

- Các gradien cục bộ lớn nhất của cột nước áp lực;

- Vị trí đường bão hòa của dòng thấm ở vùng của bờ tiếp giáp với đập;

- Tổn thất nước từ hồ chứa do thấm, trong đó có lưu lượng nước thấm vào các thiết bị tiêu nước;

- Các thông số của các thiết bị tiêu nước và chống thấm

4.9.2 Việc tính toán độ bền thấm chung của đất nền phải được tiến hành với các gradien trung bình

của cột nước

Trang 18

Việc tính toán độ bền cục bộ của các bộ phận chống thấm của đập (sân phủ, chân khay, màng phụt)

và của đất nền cần được tiến hành với các gradien lớn nhất của cột nước tại các vị trí:

- Tại chỗ dòng thấm đi ra hạ lưu và ra các thiết bị tiêu nước;

- Ở ranh giới giữa các lớp đất không đồng nhất;

- Ở vị trí có các vết nứt lớn

Việc kiểm tra tình trạng dòng thấm chảy ra ngoài các sườn dốc và sự ngập vùng đất bao quanh công trình cần được tiến hành theo các vị trí tính toán của đường bão hòa của dòng thấm

4.9.3 Khi tính toán thấm đối với đập, cho phép coi như dòng thấm tuân theo quy luật tuyến tính và có

chế độ ổn định Khi mực nước thượng hạ lưu thay đổi nhanh hoặc khi có động đất, cần phải tính toán dòng thấm theo chế độ dòng không ổn định

4.9.4 Những đặc trưng của dòng thấm (mực nước, áp lực, gradien cột nước, lưu lượng) đối với

đập cấp I, II, III phải được xác định bằng phương pháp tương tự điện – thủy động trên máy tínhtương tự và máy tính số bằng bài toán:

- Với các đoạn đập ở lòng sông: ở những mặt cắt thẳng đứng – bằng bài toán hai chiều;

- Với các đoạn bờ tiếp giáp với đập – bằng bài toán hai chiều trên mặt bằng và ở các mặt cắt thẳng đứng dọc theo các đường dòng, hoặc bằng bài toán không gian

Đối với các đập cấp IV và khi tính toán sơ bộ đối với đập cấp I, II, III, cho phép xác định các đặctrưng của dòng thấm bằng các phương pháp giải tích gần đúng (phương pháp hệ số sức kháng, phương pháp phân đoạn, v.v…)

4.9.5 Khi xác định các đặc trưng của dòng thấm, cần xét đến ảnh hưởng của:

- Các thiết bị tiêu nước và chống thấm;

- Các khoang rỗng và các khớp mở rộng ở nền và các hành lang trong thân đập;

- Tính thấm nước của bê tông;

- Trạng thái ứng suất biến dạng của nền;

- Nhiệt độ của nước ngầm và độ khoáng của nước ngầm

4.9.6 Đối với những đập bê tông và bê tông cốt thép cấp II và III trên nền đá và nền không phải

là đá mà do điều kiện hậu quả sự cố và chiều cao của chúng có thể xếp vào cấp IV thì cho phép tính toán thấm như đối với đập cấp IV

4.9.7 Cần xét tới tác động của động lực dòng thấm trong thân đập và nền với các trường hợp:

a) Đối với đập bê tông và bê tông cốt thép cấp III và IV, cũng như khi tính toán sơ bộ đối với đập thuộc mọi cấp dưới dạng các lực bề mặt, tác dụng lên mặt tiếp giáp giữa đập và nền (áp lực ngược toàn phần) theo các yêu cầu của Điều 4.9.10 (Hình 8):

b) Khi thiết kế đập bê tông cốt thép cấp I và II, đập bê tông cấp II dưới dạng các lực bề mặt, tác dụng lên mặt tiếp giáp giữa đập với nền, và dưới dạng tải trọng tác dụng lên nền ở thượng và

hạ lưu cũng như dưới dạng lực thấm thể tích tác dụng lên nền đập, theo yêu cầu của Điều 4.9.9, (Hình 9)

c) Khi thiết kế đập bê tông trên nền đá – dưới dạng các lực bề mặt tác dụng lên nền ở thượng lưu và hạ lưu và lên mặt chịu áp của đập cũng như dưới dạng lực thấm thể tích trong thân đập tới đường tiêu nước, và ở dưới nền, theo các yêu cầu của Điều 5.1.21

4.9.8 Trong tính toán, các lực thấm thể tích và áp lực đẩy ngược toàn phần ở mặt tiếp giáp cần

được nhân với hệ số α2 < 1, còn áp lực nước tác dụng lên nền ở thượng lưu, hạ lưu, lên mặt chịu

áp của đập cần được nhân với hệ số 1 - α2

Trang 19

CHÚ DẪN:

1) hành lang phun xi

măng; 2) hành lang tiêu nước;

3) màn xi măng; 4) giếng nước tiêu thẳng đứng;

5) khoang rỗng bên trong; 6) tiếp giáp giữa bê tông và đá

a) Đập trọng lực; b) Đập bản chống: c) Đập vòm

Pđn: áp lực đẩy nổi; PФ: Áp lực đẩy ngược do thấm; B: Chiều rộng của đập tại

nền;

H: Chiều cao đập HT: Cột nước phía thượng lưu; hH: Cột nước phía hạ lưu;

Hp: Cột nước tính toán; hm: Cột nước thấm còn lại tại

trục màn xi măng; ht: Cột nước thấm còn lại tạitrục của giếng tiêu nước;

Hình 8 - Các biểu đồ áp lực đẩy ngược dòng của nước ở mặt tiếp giáp giữa đập và nền đá

khi có màn chống thấm và thiết bị tiêu nước.

Trang 20

CHÚ DẪN:

1) Biểu đồ áp lực đẩy ngược toàn

phần tại mặt tiếp giáp giữa bê

tông và nền đá;

2) Màng xi măng;

3) Tải trọng lên nền thượng lưu;

4) Tải trọng lên nền hạ lưu;

5) Đường đẳng áp;

6) Đường dòng;

7) Lực thấm đơn vị L và l) Chiều

dài tính toán tác động của áp lực

nước phía thượng lưu và hạ lưu;

hx) Tọa độ cột nước đo áp chỗ

tiếp giáp bê tông – đá (HT ≥ hx ≥

hH);

γn) Dung trọng của nước;

α2) Hệ số diện tích hiệu quả của

áp lực đẩy ngược;

J) Gradien cột nước

Hình 9 - Sơ đồ tác động lực

của dòng thấm ở nền đập

Trong đó: α2 là hệ số diện tích hiệu

dụng của áp lực đẩy ngược

Phải lấy giá trị của hệ số α2 theo kết quả tính toán và nghiên cứu, có xét đến:

- Tính thấm nước của bê tông và đất nền;

- Tốc độ dâng đầy hồ chứa;

- Trạng thái ứng suất của bê tông và đất nền;

- Các thiết bị chống thấm ở mặt chịu áp, ở các khớp nối của đập và lòng hồ chứa

Trong tính toán xác định lực đẩy ngược toàn phần ở mặt tiếp giáp giữa đập và nền, trị số α2 lấy bằng 1 khi:

- Nền là đất hòn lớn và đất loại cát;

- Nền là đất loại sét và đá khi có luận chứng thích ứng

Khi xác định các lực thấm thể tích và áp lực nước đối với nền là đất loại sét và nền đá, cho phép lấy α2 = 0,5.

4.9.9 Áp lực đẩy ngược toàn phần của nước lên đế đập (Png) phải được xác định theo công thức:

Đối với nền đá khi xác định Png trong các trường hợp nêu ở Điều 4.9.7, cho phép tính áp lực đẩy ngược theo các biểu đồ như Hình 8, khi đó các trị số áp lực đẩy ngược do thấm còn lại ở trục mànphụt xi măng hm và trục ở tiêu nước ht lấy theo Bảng 6

Bảng 6 - Các trị số h m /H tt và h t /H tt

Trang 21

Loại đập Tổ hợp cơ bản Tổ hợp đặc biệt

a) Đập trọng lực kiểu khối lớn (Hình 1a), kiểu có lớp chống

thấm ở mặt chịu áp (Hình 1d), kiểu neo vào nền (Hình 1e) hm/Htt ht/Htt hm/Htt ht/Htt

và tiêu nước bị hư hỏng, không làm việc bình thường

4.9.10 Các gradien cho phép của cột nước trong màng chống thấm ở nền đá cần lấy theo Bảng

7

Chiều dày tính toán của màn trong nền đập cấp I, II và III cần được xác định trên cơ sở các số liệu thí nghiệm Đối với đập cấp IV thì chiều dày của màn nên lấy theo các trường hợp tương tự.Việc tính toán các thiết bị chống thấm bằng đất á sét và sét cần thực hiện theo quy phạm thiết

không lớn hơn, lít/phút Hệ số thấm không lớn hơn, cm/s

- Xác định chiều rộng tuyến tràn, cao trình ngưỡng tràn và mặt cắt tràn;

- Quyết định hình dạng các đầu vào và trụ pin, chiều dài và chiều cao tường phân chia, kết cấu

và hình dạng tường cánh ven bờ, cao trình của sân phủ và kết cấu gia cố đáy ở thượng lưu;

- Chọn chế độ nối tiếp tối ưu giữa thượng, hạ lưu và ấn định cao trình đặt bể tiêu năng và sân sau, kiểu và kích thước các vật tiêu năng, các tường phân dòng, các vật phân tán dòng chảy, các đoạn cần gia cố đáy, gia cố bờ, chiều dài và hình dạng trên mặt bằng của các mố biên bê tông nối tiếp với bờ và các tường cánh hạ lưu;

- Lập các sơ đồ tố ưu để vận hành các cửa van khi xả lũ và xả vật nổi khác qua công trình đầu mối;

- Ấn định kiểu và kích thước của các lỗ xả tạm thời để thoát lũ và các vật nổi trong thời kỳ thi công công trình đầu mối cũng như trong trường hợp cần có các kết cấu bổ sung ở thượng lưu

và hạ lưu có liên quan đến việc dẫn dòng thi công;

- Xác định sự xói lở (phá hủy) cục bộ có thể xảy ra và sự biến hình của lòng sông cả trong thời

kỳ thi công và trong quá trình khai thác bình thường công trình đầu mối, đánh giá sự hạ thấp chung của cao trình lòng sông và của hạ lưu có thể xảy ra do sự vận chuyển bình thường của bùn cát bị thay đổi;

- Xác định chế độ lưu tốc ở thượng hạ lưu và chế độ áp lực nước (kể cả áp lực mạch động) lên các bộ phận của công trình tháo nước;

- Xác định quan hệ giữa lưu lượng và mực nước ở hạ lưu

Trang 22

4.10.2 Trong tính toán thủy lực của đập, cần phân biệt các trường hợp tính toán cơ bản và tính

toán kiểm tra

a) Trường hợp tính toán cơ bản ứng với khi tháo lưu lượng trên toàn tuyến công trình tháo, với mực nước dâng bình thường ở thượng lưu Xuất phát từ trường hợp này, trên cơ sở các tính toán kinh tế - kỹ thuật sẽ ấn định tổng chiều dài của tuyến tràn và tỷ lưu của công trình xả.b) Phải tính toán kiểm tra đối với các trường hợp:

- Xả lưu lượng tính toán lớn nhất, ứng với mực nước gia cường ở thượng lưu;

- Mở hoàn toàn một khoang của đập một cách đột ngột khi các khoang còn lại đều đóng và khi trạm thủy điện làm việc bình thường (80% công suất lắp máy)

Cần phải dự tính các trường hợp tháo nước còn lại bằng các sơ đồ vận hành các cửa van của đập Khi đó, độ mở và trình tự mở các cửa van phải được ấn định xuất phát từ điều kiện không yêu cầu bổ sung thêm những biện pháp bổ sung để bảo vệ công trình và những phần lòng sông

ở ngay phía hạ lưu so với các trường hợp tính toán

5 Thiết kế đập bê tông và bê tông cốt thép trên nền không phải là đá

5.1 Thiết kế đập và các bộ phận đập bê tông và bê tông cốt thép trên nền không phải là đá 5.1.1 Khi thiết kế các bộ phận của đập xả nước bằng bê tông và bê tông cốt thép trên nền không

phải là đá, ngoài các chỉ dẫn của điều này, còn phải thực hiện các yêu cầu nêu trong Điều 4

5.1.2 Khi thiết kế các đập xả nước bằng bê tông và bê tông cốt thép trên nền không phải là đá,

cần phân biệt các bộ phận chính sau đây (Hình 10):

CHÚ DẪN:

1) Phần thượng lưu của tấm móng; 2) Phần hạ lưu của tấm móng; 3) Trụ pin trung gian;

4) Khe van công tác; 5) Khe van sửa chữa; 6) Đập tràn;

7) Ngưỡng tràn; 8) Sân tiêu năng; 9) mố tiêu năng;

10) Sân sau; 11) Gia cố đáy; 12) Rãnh phòng xói;

13) Sân trước neo vào đập; 14) Phần mềm của sân trước; 15) Phần chất tải;

16) Lớp bảo vệ phần chất tải; 17) Cừ dưới sân trước; 18) Dầm trên đầu cừ;

19) Cừ dưới phần thượng lưu của đập; 20) Tiêu nước nằm ngang của sân trước;

21)Tiêu nước nằm ngang của tấm móng; 22) Tiêu nước nằm ngang của sân sau và sân

tiêu năng;

23) Lọc ngược; 24) Tiêu nước thẳng đứng của nền;

25) Hành lang tiêu nước; 26) Các lỗ thoát nước

Hình 10 - Các phần và bộ phận của đập tràn có sân trước neo vào đập trên nền không phải

là đá

- Các tấm móng; các trụ pin, nửa trụ pin và mố biên;

- Phần tràn và phần xả sâu;

- Các khớp nối biến dạng và vật chắn nước của chúng;

- Bể tiêu năng và sân sau;

- Kết cấu chống thấm (sân trước, cừ, chân khay, màng chống thấm);

- Các thiết bị tiêu nước

Trang 23

5.1.3 Cần chia đập xả nước bằng bê tông và bê tông cốt thép trên nền không phải là đá thành

các đoạn bằng khớp nối nhiệt lún Các khớp nối này thường bố trí dọc theo trục của các trụ pin và chia chúng thành hai nửa trụ pin

Số lượng của các khoang xả trong một đoạn đập cần được xác định trên cơ sở so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phương án đề xuất, có xét đến các điều kiện địa chất công trình, khí hậu và thủy văn của khu vực xây dựng và điều kiện khai thác

5.1.4 Độ sâu chôn móng của đập trong đất phải được xác định có xét đến yêu cầu về sự ổn định

tĩnh học, các điều kiện thủy lực và thấm

5.1.5 Mặt đứng thượng lưu của tấm móng phải được thiết kế có độ nghiêng để liên kết tốt hơn

với sân phủ bằng đất dính

5.1.6 Nếu như nước thấm trong nền đập có tính ăn mòn bê tông, cần xem xét đến tính hợp lý của

việc tạo lớp cách nước ở đáy móng đập

5.1.7 Trong phạm vi một đoạn đập, phải dự tính có sự liên kết cứng giữa các trụ pin và nửa trụ

pin với tấm móng Để giảm các ứng lực phát sinh ở tấm móng do trọng lượng của các trụ pin

và nửa trụ pin đặt trên nó, cho phép tính đến việc thi công các trụ và nửa trụ này riêng rẽ với tấmmóng rồi sau đó làm cho chúng liền khối với nhau

5.1.8 Mố biên là một bộ phận của đoạn đập ở bên bờ, nó phải được bố trí trên tấm đáy chung

của đoạn đập đó Nếu việc bố trí như vậy làm tăng một cách đáng kể trọng lượng của tấm đáy, thì cần thiết kế mố có dạng tường chắn, khi đó ở khớp nối nhiệt-lún giữa mố, tràn và tấm móng phải làm vật chắn nước

5.1.9 Mố biên trong phạm vi sân trước, bể tiêu năng và sân sau cần thiết kế theo dạng tường

chắn

5.1.10 Để tiết kiệm bê tông, cho phép tạo các khoang rỗng ở trong là đá, đất hoặc nước trong các

khoang tràn và các khoang có lỗ xả đáy của đập khi ở các bộ phận chịu áp của đập bảo đảm được gradien cột nước cho phép

5.1.11 Khi thiết kế đập, tùy thuộc vào khẩu diện của các khoang tràn, điều kiện khí hậu và địa chất

công trình của khu vực xây dựng, phải dự tính ngàm cứng phần tràn vào các trụ pin và nửa trụ pin hoặc tạo khớp nối nhiệt ở giữa của chúng, khớp nối này cắt phần tràn từ đỉnh đến mặt trên của tấm móng theo mặt ngoài của trụ pin

Khi khoang tràn dài hơn 25 m, phải tính đến việc bố trí các khớp nối nhiệt trong thân tràn

5.1.12 Các lỗ xả sâu của đập trên nền không phải là đá cần được thiết kế theo dạng khung kín

bê tông cốt thép

5.1.13 Khi thiết kế đập xả nước trên nền không phải là đá, phải dùng chế độ chảy đáy làm dạng

nối tiếp thượng hạ lưu chủ yếu, khi đó ở vùng dòng chảy bị co hẹp trên đoạn tiêu năng phải dự kiến các kết cấu tiêu năng và phân dòng

5.1.14 Trong bể tiêu năng nên sử dụng các kiểu vật tiêu năng chính sau đây:

a) Tường tiêu năng liền, đặt cách mặt cắt co hẹp một đoạn bằng 0,8 chiều dài của nước nhảy (chiều dài nước nhảy xác định bằng tính toán với bể tiêu năng nhẵn), hoặc cách một khoảng 3h khi có trị số ε0 = To/hk biến đổi trong phạm vi từ 0,2 đến 12:

trong đó:

h - là chiều sâu dòng chảy ở đoạn cuối nước nhảy);

To - tỷ năng của dòng chảy trước công trình chịu áp bằng hiệu của mực nước thượng lưu có xét lưu tốc đến gần và mặt bể tiêu năng;

hk - chiều sâu phân giới của dòng chảy);

b) Tường tiêu năng đứt quãng, bố trí cách mặt cắt co hẹp một khoảng 3h khi trị số εo = từ 2 đến 6;c) Tường tiêu năng phân dòng, gồm hai tường tạo thành một góc ngược hướng dòng chảy, gócđặt các tường phân dòng có thể biến đổi trên chiều rộng của bể tiêu năng còn bản thân tường phân dòng có thể có chiều cao thay đổi;

d) Vật tiêu năng có dạng kết hợp hai hàng mố hình thang và tường tiêu năng ở phía hạ lưu

5.1.15 Chiều dài của sân sau (nằm ngang, nằm ngang có một đoạn nghiêng hoặc nằm nghiêng)

phải được xác định từ điều kiện làm cho các biểu đồ lưu tốc dòng chả được san bằng dần trên toàn bộ chiều dài của sân sau hoặc trên một phần của nó (sân sau rút ngắn)

Trang 24

5.1.16 Đối với những đập cấp I, II và III thông thường phải thiết kế sân sau ở dạng các tấm bê

tông hoặc bê tông cốt thép đổ tại chỗ

Đối với những đập cấp IV cho phép dự kiến sân sau ở dạng đá đổ hoặc rọ đá, tấm bê tông hoặc bê tông cốt thép lắp ghép

Trường hợp dùng các cấu kiện bê tông và bê tông cốt thép đúc sẵn làm sân sau, phải dự kiến liên kết các cấu kiện bằng cốt thép để đảm bảo tính ổn định của các cấu kiện đúc sẵn chống lại tác động thủy động của dòng chảy

5.1.17 Chiều dày của các tấm ở bể tiêu năng và sân sau phải xác định bằng tính toán, xuất phát từ

điều kiện bảo đảm cường độ và độ ổn định Phải xem xét khả năng giảm chiều dày các tấm ở

bể tiêu năng và sân sau bằng cách phân nhỏ nhờ các khớp nối nhiệt-lún và bố trí các giếng tiêu nước

Kích thước trên mặt bằng của các tấm phải được xác định từ điều kiện đảm bảo sự ổn định chống trượt và nổi, cũng như bảo đảm khả năng đổ bê tông mỗi tấm thành một khối

5.1.18 Giếng tiêu nước phải có tiết diện trên mặt bằng từ 0,25 m x 0,25 m đến 1 m x 1 m tùy

theo bề dày của tấm bể tiêu năng và sân sau cũng như điều kiện thi công

Trên mặt bằng, cần bố trí các giếng theo kiểu hoa thị trong một hàng cừ cách nhau từ 5 m đến

10 m làm một giếng (tùy theo kích thước của các tấm), và các hàng giếng cách nhau không nhỏ hơn 5 m, đồng thời diện tích các giếng tiêu nước không được nhỏ hơn 1,5% diện tích toàn

bộ các tấm gia cố Khi dùng các tấm đúc sẵn để làm sân sau, có thể không cần làm giếng tiêu nước

5.1.19 Ở cuối sân sau phải dự kiến bố trí một kết cấu có dạng tường thẳng đứng, hoặc rãnh

phòng xói, hoặc phần gia cố chuyển tiếp có thể biến dạng được, hoặc tổ hợp các kết cấu đó

để bảo vệ cho sân sau, các mố biên và tường phân cách khỏi bị xói lở, (Hình 10)

5.1.20 Tường thẳng đứng ở cuối sân sau (có dạng tường bê tông hoặc bê tông cốt thép, tường

cừ kết cấu phẳng hoặc tổ ong, cũi gỗ trong bỏ đá v.v…) phải được thiết kế cắm xuống hết chiềusâu của lớp đất có khả năng bị xói lở Khi chiều sâu xói lở quá lớn, có thể làm tường đứng không cắm hết chiều sâu xói lở, nhưng phải làm thêm một đoạn gia cố chuyển tiếp mềm có khả năng biến dạng tiếp sau tường đó

5.1.21 Khi dòng chảy có tỷ lưu lớn và đất nền là loại dễ bị xói lở, phải dự kiến bố trí rãnh phòng

xói ở cuối sân sau, cùng với phần gia cố chuyển tiếp mềm ở mái dốc phía thượng lưu và đáy rãnh phòng xói

Việc xác định mái dốc phía hạ lưu của rãnh phòng xói phải xuất phát từ điều kiện ổn định của nótrong thời gian thi công

Mái dốc phía thượng lưu của rãnh phòng xói phải được quyết định có xét đến điều kiện thủy lực của sự tản dòng, đến đoạn bố trí một đoạn sân sau nằm nghiêng hoặc đoạn gia cố chuyển tiếpmềm có khả năng biến dạng

5.1.22 Đoạn gia cố chuyển tiếp mềm có khả năng biến dạng phải được thiết kế dưới dạng các

tấm bê tông và bê tông cốt thép riêng rẽ liên kết bản lề (khớp) với nhau, dưới dạng sỏi hoặc đá

đổ, rọ đá, rồng cây hoặc đệm cành cây trên có đổ đá hoặc sỏi, hoặc dưới dạng tổ hợp các kiểu gia cố trên

Cần phải lựa chọn kiểu gia cố trên cơ sở so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phương

án nêu ra, có xét đến các điều kiện thủy lực, chiều sâu xói cho phép và các yếu tố khác

5.2 Tính toán thiết kế đường viền dưới đất đập bê tông và bê tông cốt thép trên nền không phải là đá

5.2.1 Đường viền dưới đất được khái niệm theo TCVN 9143: 2012 Tùy theo các đặc trưng cơ lý

của đất, cần phải dự kiến đường viền dưới đất của đập bê tông và bê tông cốt thép trên nền không phải là đá gồm các bộ phận kết cấu sau:

- Sân trước;

- Vật chắn thẳng đứng dưới dạng cừ, chân khay hoặc màn chống thấm;

- Vật tiêu nước nằm ngang hoặc thẳng đứng

5.2.2 Khi thiết kế đập trên nền không phải là đá, phải dùng các sơ đồ đường viền dưới đất cơ

bản sau đây:

1) Tấm móng và sân trước không có vật tiêu nước (Sơ đồ 1);

Trang 25

2) Vật tiêu nước nằm ngang dưới tấm móng (Sơ đồ 2);

3) Vật tiêu nước nằm ngang dưới tấm móng và sân trước (Sơ đồ 3);

4) Vật chắn thẳng đứng cắt qua toàn bộ chiều sâu của tầng thấm nước (Sơ đồ 4);

5) Vật chắn thẳng đứng cắt qua một phần chiều sâu của nền thấm nước (Sơ đồ 5)

CHÚ THÍCH: Các Sơ đồ 1, Sơ đồ 2, Sơ đồ 3, Sơ đồ 4 và Sơ đồ 5 theo Điều 6.1 TCVN 9143: 2012

Khi thiết kế đập trên nền có xen kẽ các lớp đất cát và loại sét và nền có nước ngầm áp lực, cần phải bố trí giếng tiêu nước sâu trong đường viền thấm dưới đất của đập

5.2.3 Sơ đồ và các kích thước chủ yếu của các bộ phận tạo thành đường viền dưới đất phải

được chọn trên cơ sở tính toán thấm của đập có xét đến các điều kiện địa chất công trình của nền

- Sơ đồ 1 phải được áp dụng khi bố trí đập trên nền đất cát và tầng không thấm ở sâu hơn 20 m trong các trường hợp khi độ ổn định chung của công trình được bảo đảm không cần các biện pháp đặc biệt để hạ thấp áp lực thấm, nhưng theo điều kiện ổn định thấm của đất nền lại đòi hỏi phải kéo dài đường viền dưới đất;

- Trong các trường hợp còn lại với các điều kiện địa chất đã nêu thì phải dùng sơ đồ 2;

- Sơ đồ 3 phải được áp dụng khi nền là đất loại sét cần phải giảm áp lực thấm để bảo đảm ổn định chống trượt cho công trình;

- Sơ đồ 4 phải được áp dụng khi tầng không thấm ở không sâu quá 20m Trong trường hợp này cho phép không bố trí sân trước;

- Sơ đồ 5 áp dụng khi tầng không thấm ở tương đối sâu, trong trường hợp này cần đặc biệt lưu

ý kiểm tra điều kiện ổn định thấm cục bộ của đất nền dưới vật chắn thẳng đứng, trong nhiều trường hợp có thể áp dụng tổng hợp một vài sơ đồ nêu trên

5.3 Thiết kế sân trước đập bê tông và bê tông cốt thép trên nền không phải là đá

5.3.1 Theo cấu tạo, sân trước được phân loại như sau:

- Loại cứng: có dạng lớp phủ bằng bê tông và bê tông cốt thép;

- Loại mềm: bằng đất, nhựa đường, pôlime v.v… đáp ứng được các yêu cầu biến dạng, không thấm nước, bền vững chống được xâm thực hóa học

Ngoài chức năng chính là chống thấm, sân trước còn có thể làm nhiệm vụ neo vào công trình sau đó Sân trước có neo phải được thiết kế dưới dạng kết cấu hỗn hợp gồm các đoạn mềm và cứng

5.3.2 Khi chọn kiểu sân trước cần xét đến tính không thấm nước của đất nền.

Khi đất nền là đất sét và á sét cần dự kiến bố trí sân trước không thấm nước, khi đất nền là cát hoặc á cát thì bố trí sân trước bằng loại đất ít thấm (có hệ số thấm KT ≤ 10-6 cm/s)

Sân trước của đập cấp IV phải được thiết kế chủ yếu bằng vật liệu tại chỗ (á sét, sét, than bùn

có độ phân hủy không nhỏ hơn 50%) Hệ số thấm của loại sân trước này so với hệ số thấm của đất nền phải nhỏ hơn ít nhất 50 lần

5.3.3 Chiều dài sân trước cần được quy định trên cơ sở những kết quả tính toán độ bền thấm

của đất nền và độ ổn định của đập

5.3.4 Chiều dày t của sân trước bằng đất phải được quy định từ điều kiện:

(8)trong đó:

∆h - tổn thất cột nước từ đầu đường viền dưới đất (từ thượng lưu) đến mặt cắt thẳng đứng đang xét của sân trước;

Jcp - gradien cột nước cho phép đối với vật liệu làm sân trước.

- Với đất loại sét: Jcp = từ 6 đến 8;

- Với than bùn: Jcp ≤ 3;

Định dạng
Số trang	51
Dung lượng	5,18 MB